JP3143479U - 畜産糞尿を用いた固形燃料 - Google Patents

Abstract

【課題】大量の畜産糞尿を短時間で効率よく処理することが可能で品質の安定した、畜産糞尿を用いた固形燃料を提供する。
【解決手段】含水率６０％以下で所定の大きさのスラリー状に調製された畜産糞尿物Ａ’をフライヤー５の油槽５Ａ内で摂氏１００度以上の油１２で揚げて得られる。スラリー状の畜産糞尿物Ａ’は、畜舎２の一時貯蔵槽３内の畜産糞尿物Ａを発酵熱で含水率６０％以下に調整して得られるか、また、畜産糞尿物Ａに水分調製材として敷料や木質系チップを混ぜて含水率６０％以下に調製して得られる。
【選択図】図１

Description

本考案は、牛・馬・豚・鶏等の畜産糞尿を用いて得られる固形燃料に関するものである。

我が国の農業においては、古くから牛馬の糞尿をワラや落ち葉と共に踏み込ませ、良質な堆肥を生産し、農地に施用してきた。ところが、畜産糞尿を用いる堆肥の利用は、化学肥料の出現・利用増大にともない、次第に廃れるようになった。一方、我が国の畜産業においては、自分の耕地で家畜の餌を作らず、家畜飼料の多くを輸入に依存するようになり、このため、本来農地に還元すべき大量の畜産糞尿を各農家が抱えることになり、大量に発生する糞尿の処理が大きな課題となってきた。

畜産糞尿の主な処理方法としては、（１）糞尿に水分調整材を入れて堆肥化する、（２）糞尿を固液分離して、糞は堆肥化、尿は液肥化するか浄化後に河川放流する、（３）糞尿を液肥化する、の３つの方法があるが、近年では、畜産糞尿に生ゴミなどの有機性廃棄物を混合し、微生物の働きを利用してメタンガスを生成し、生成したメタンガスを発電・熱源に利用するバイオマス技術も実用化されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−２２９６３７号

しかしながら、上記した（１）〜（３）の処理方法は、いずれも大量の畜産糞尿を短時間で効率的に処理できる方法ではなく、また、バイオマス技術の方法は、多大な設備投資を必要とする。一方、近年の原油高、燃料コストの上昇は、ボイラー等の暖房設備を使う農家、発電設備を運転する電力会社等にとっては、非常に頭の痛い問題である。近年、代替燃料として、木質系ペレット燃料が知られているが、製造コストが高いこと、カロリーが低いこと、季節によってペレット材料の含水率が異なること、品質や火力が安定しないこと等の諸課題により、広く普及するには至っていない。

本考案は、上記課題に鑑みてなされたもので、大量の糞尿を短時間で効率よく処理することが可能な、畜産糞尿を用いた固形燃料を提供すること、また、畜産糞尿を用いて、高カロリーで、品質の安定した固形燃料を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案に係る請求項１記載の固形燃料は、畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものを摂氏１００度以上の油で揚げてなることを特徴とする。

請求項１記載の固形燃料によれば、畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものを摂氏１００度以上の油で揚げると、油中でスラリー状の畜産糞尿物の表面および内部に含まれている水分が短時間（約３０〜１８０秒間）で蒸発し、スラリー状の畜産糞尿物が固形化するので、油中から取り上げ、自然または強制冷却することにより、固形燃料が得られる。油中から取り上げた後の固形燃料は、その表面および内部に油分が吸着されているから、高カロリーの固形燃料が得られる。また、表面および内部に吸着された油分は、固形燃料成分を互いに結合するバインダーの役割をするから、形状・性状の品質が安定した固形燃料となる。なお、油の温度は摂氏２００度以下であることが望ましい。

畜産糞尿物から発生する臭気の問題については、油で揚げる際の油分によって臭気成分が閉じ込められ、あるいは蒸発させられるから、得られた固形燃料には臭気が発生しない。

油中に投入する際のスラリー状の畜産糞尿物の形状は特に限定されない。例えば、球状、ペレット状、棒状、平板状等、任意の形状に調製可能である。また、大きさは、球状の場合には、直径５〜１００ｍｍ、より好ましくは直径５〜３０ｍｍであることが望ましい。その他の形状の場合、長さ５〜２００ｍｍ、幅５〜１００ｍｍ、直径又は厚さ５〜１００ｍｍの範囲がよい。これらの寸法であれば、固形燃料の形態で、運搬時、保管時、使用時に、取扱いに便利で形が崩れにくい。

スラリー状の畜産糞尿物を揚げるための油の種類は特に限定されない。例えば、鉱油（灯油、重油等）、食油（菜種油、パーム油等）、廃油等を用いることが可能である。

本考案に係る請求項２記載の固形燃料は、スラリー状の畜産糞尿物が、含水率６０％以下であることを特徴とする。

本考案に係る請求項２記載の固形燃料によれば、含水率６０％以下、好ましくは５０％以下に調整されたスラリー状の畜産糞尿物は、摂氏１００度以上の油で揚げ易く、揚げた後の形状・性状が安定し、品質の安定した固形燃料が得られる。

本考案に係る請求項３記載の固形燃料は、油で揚げた後の含油率と含水率の合計が２５％以下に調整されていることを特徴とする。

本考案に係る請求項４記載の固形燃料は、畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものをフライヤーの油槽内で揚げてなることを特徴とする。

請求項４記載の固形燃料によれば、市販のフライヤーを用いて、スラリー状の畜産糞尿物から、簡単に、高カロリーで、臭気のない、品質の安定した固形燃料を製造することができる。

本考案に係る請求項５記載の固形燃料は、スラリー状の畜産糞尿物が、畜産糞尿を発酵熱により含水率６０％以下に調整して得られたものであることを特徴とする。

牛、豚等の畜舎では、通常、畜産糞尿を貯蔵槽に一時保存している。貯蔵槽では、畜産糞尿を発酵させ、その発酵熱により水分が蒸発し、含水率が低下する。そこで、既存の貯蔵槽を用い、貯蔵槽内から含水率６０％以下に調整された畜産糞尿を容易に取り出して利用することが可能であり、含水率６０％以下に調整されたスラリー状の畜産糞尿は、摂氏１００度以上の油で揚げ易く、揚げた後の形状・性状が安定し、品質の安定した固形燃料が得られる。

本考案に係る請求項６記載の固形燃料は、スラリー状の畜産糞尿物が、畜産糞尿に水分調整材を加えて含水率６０％以下に調整したものであることを特徴とする。水分調整材としては、例えば敷料又は木質チップ等がある。

請求項６記載の固形燃料によれば、畜産糞尿に水分調整材を加えることにより、畜産糞尿物の含水率を容易に６０％以下に低下させることができ、これによっても、形状・性状が安定し、品質の安定した固形燃料を製造することができる。

本考案に係る請求項７記載の固形燃料は、スラリー状の畜産糞尿物に含まれる固形分が平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕されていることを特徴とする。

請求項７記載の固形燃料によれば、スラリー状の畜産糞尿物に含まれる固形分が平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕されていることにより、スラリー状の畜産糞尿物の形状・性状が安定し、これによって、形状・性状が安定し、品質の安定した固形燃料を製造することができる。

以上説明したように、本考案の固形燃料は、畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものを摂氏１００度以上の油で揚げて得られたものであり、大量に発生し、その処理処分に困っていた畜産糞尿を用いて、高カロリーで品質の安定した、しかも臭気のない固形燃料を得ることができる。これによって、大量の畜産糞尿を短時間で効率よく処理することが可能であり、特に畜産が盛んな地域が抱えている畜産糞尿の処理問題を有効に解決できる。

また、一般農家等が抱えている燃料の原油高、高騰の諸問題に対しても有効な固形燃料を提供することができるという優れた効果を奏する。これにより、環境に配慮した資源循環社会の実現を図ることができる。

本考案を実施するための最良の形態について、図１を参照して説明する。

図１は、本考案の固形燃料の製造に用いられる設備の例を示している。同図に示すように、本製造設備１は、畜舎２に付属する畜産糞尿物の一時貯蔵槽３と、一時貯留槽３の下流に設けられた第１搬送コンベア４と、フライヤー５と、フライヤー５の油槽５Ａ内から油槽外にかけて設けられた第２搬送コンベア６と、第２搬送コンベア６の下流に設けられた第３搬送コンベア７と、第３搬送コンベア７の下流に設けられた固形燃料の回収装置８と、フライヤー５の上方に設けられた蒸気回収装置９とから基本構成されており、一時貯留槽３と第１搬送コンベア４との間には、図示しない粉砕機と、定量供給機１０とが設けられている。

本製造設備１によって、畜産糞尿を用いた固形燃料の製造手順を説明すると、まず、畜舎２から発生した畜産糞尿は、藁、おが屑等の敷料と共に、一時貯蔵槽３内で畜産糞尿物Ａとして一時的に貯蔵される。一時貯留槽３内に貯蔵された畜産糞尿物Ａは、発酵熱によって水分が蒸発し、含水率が低下する。例えば、含水率５０〜８５％程度の畜産糞尿物が、発酵熱によって、含水率４５〜６０％に低下する。

一時貯留槽３内の畜産糞尿物Ａは、図示しない粉砕機に投入されて、畜産糞尿物Ａ中に含まれる固形分が平均粒径１０ｍｍ以下となるように粉砕される。その後、定量供給機１０に移送される。定量供給機１０内でも畜産糞尿物Ａが一時貯留されることになるが、ここでも発酵熱により畜産糞尿物Ａの含水率が低下する。定量供給機１０の排出管１１から、定量の含水率６０％以下のスラリー状の畜産糞尿物Ａ’が第１搬送コンベア４上に排出される。第１輸送コンベア４上に落下されるスラリー状の畜産糞尿物Ａ’は、定量供給機１０の排出管１１の出口に設けられたダイスによって予め所定の形状・大きさに（例えば、球状で直径３０ｍｍ以下の大きさに）に調製される。

第１搬送コンベア４上をフライヤー５に向けて搬送されるスラリー状の畜産糞尿物Ａ’は、第１搬送コンベア４の後端からフライヤー５の油槽５Ａ内に投入される。油槽５Ａ内に投入されたスラリー状の畜産糞尿物Ａ’は、油槽５Ａ内を沈降し、短時間（３０〜１８０秒間）のうちに高温の油１２で揚げられる。油槽５Ａ内の油温は摂氏１４０〜１６０度に設定される。油槽５Ａ内の畜産糞尿物Ａ’は、摂氏１４０〜１６０度の油１２によって、表面および内部の水分が直ちに蒸発すると同時に、表面および内部の気泡に油分が吸着する。

油槽５Ａ内には、底付近に第２搬送コンベア６の水平コンベア部６Ａが配置され、水平コンベア部６Ａから続く斜めコンベア部６Ｂが油槽５Ａ外へ延びている。両コンベア部６Ａ、６Ｂの搬送表面はいずれもメッシュ状とされている。油槽５Ａ内で揚げられた畜産糞尿物Ａ’は、水平コンベア部６Ａ上を搬送され、斜めコンベア部６Ｂ上を油槽５Ａ外へ搬送され、固形燃料Ｂとして取り上げられる。油槽５Ａ中の畜産糞尿物Ａ’の揚げ時間は、第２搬送コンベア６の搬送速度の調整により、調整される。

油槽５Ａ外へ取り出された固形燃料Ｂは、第３搬送コンベア７上に落下し、第３搬送コンベア７上を回収装置８へ向けて搬送される。第３搬送コンベア７上を搬送される固形燃料Ｂは、ファン１３によって強制冷却され、また、表面の余分な油分が下方の油回収装置１４に落下し、回収される。

第３搬送コンベア７上を搬送中に所定温度（摂氏約１００度以下）に冷却された固形燃料Ｂは、その後端から、固形燃料の回収装置８に落下し、回収される。回収装置８内に回収された固形燃料Ｂは、フライヤー５の油槽５Ａ内で、含油率および含水率の合計が２５％以下になるように揚げ時間および油温が調整される。その後、倉庫に一時保存される。

フライヤー５の上方には、蒸気回収装置９が設けられており、フライヤー５の油槽５Ａ内で畜産糞尿物Ａ’を揚げる際に発生する蒸気（水蒸気、油揮発成分）を回収する。蒸気回収装置９は、ハ字状の広口の回収ダクト９Ａと、回収ダクト９Ａの連絡管９Ｂと、同連絡管９Ｂに連絡する回収槽９Ｃとから構成され、回収ダクト９Ａに回収された蒸気は、連絡管９Ｂを通して回収槽９Ｃに回収され、回収槽９Ｃ内で比重差により水と油に分離され、再利用される。

かくして上記製造設備１を用いて、大量に発生する畜産糞尿物Ａから、高カロリー（５０００〜６０００ｋｃａｌ／ｋｇ）で、品質の安定した、全く臭気のない固形化燃料を、短時間で大量に、しかも、低コストで得ることができる。

本考案に係る固形燃料は、畜産糞尿物から、高カロリーで、品質の安定した、臭気のない固形化燃料として、用いることができる。

本考案に係る固形燃料の製造設備の概略を示す説明図である。

符号の説明

１ 固形燃料の製造設備
２ 畜舎
３ 一時貯蔵槽
４ 第１搬送コンベア
５ フライヤー
５Ａ 油槽
６ 第２搬送コンベア
６Ａ 水平コンベア部
６Ｂ 斜めコンベア部
７ 第３搬送コンベア
８ 固形燃料の回収装置
９ 蒸気回収装置
９Ａ 回収ダクト
９Ｂ 連絡管
９Ｃ 回収槽
１０ 粉砕機
１１ 定量供給機
１１Ａ 排出管
１２ 油
１３ ファン
１４ 油回収装置
Ａ 畜産糞尿物
Ａ’ スラリー状の畜産糞尿物
Ｂ 固形燃料

Claims (7)

1. 畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものを摂氏１００度以上の油で揚げてなることを特徴とする固形燃料。
2. スラリー状の畜産糞尿物は、含水率６０％以下であることを特徴とする請求項１記載の固形燃料。
3. 油で揚げた後の含油率と含水率の合計が２５％以下に調整されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の固形燃料。
4. 畜産糞尿物を所定の大きさのスラリー状に調製したものをフライヤーの油槽内で揚げてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の固形燃料。
5. スラリー状の畜産糞尿物は、畜産糞尿を発酵熱により含水率６０％以下に調整して得られたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の固形燃料。
6. スラリー状の畜産糞尿物は、畜産糞尿に水分調整材を加えて含水率６０％以下に調整したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の固形燃料。
7. スラリー状の畜産糞尿物は、その畜産糞尿物に含まれる固形分が平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の固形燃料。
   

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